高频实验报告--实验五 模拟乘法混频

R1 2 8 20 C1 1 R1 3 8 20
F2 4 .5 M R1 7 1K
J8
0 .1 u R2 0 5 10 C1 5 0 .1 u C1 6 0 .1 u
-1 2 V
D2 8 .2 V
图 5-3
MC1496 构成的混频电路
四、实验步骤
1．打开电源开关，观察对应的发光二极管是否点亮，熟悉电路各部分元件 的作用。 2．用实验的信号源做本振信号，将频率 f L 8.7MHz （幅度 VLp-p=600mV 左 右）的本振信号从 J8 处输入（本振输入处） ，在相乘混频器的输出端 J9 处用双 踪示波器观察输出中频信号波形。
1 K F K M VLVS cos( L S )t 2 v0 V0 cos( L S )t v0
0 F M L S 图 5-3 为模拟乘法器混频电路，该电路由集成模拟乘法器 MC1496 完成。 2
v
1
K K VV
R7 1K
+12 V
R1 0 1K TH6
1
R1 4 R1 1 2 00 C7 0 .1 u
7．用混频前后波形的频率可见上面系列波形图所示。 8．镜象干涉频率的观测 缓慢将高频信号发生器的输出频率为 4.167MHZ 时有波形如下：
当缓慢升高输出频率时， 中频波形消失， 直到 13.16MHZ 时， 波形重新出现， 如下：
经计算，13.16-4.167≈2*4.5，所以满足关系 f 镜象- f 载波=2 f 中频 9.混频的综合观察 令信号发生器输出一个由 1K 音频信号调制的载波频率为 4.2MHz 的调幅波， 调制深度为 20%，作为本实验的射频输入，本振信号不变，用示波器观察到 J9 处的调制信号波形如下：
实验五 模拟乘法混频
一、实验目的
1．了解集成混频器的工作原理。 2．了解混频器中的寄生干扰。
二、实验内容
1．研究平衡混频器的频率变换过程。 2．研究平衡混频器输出中频电压 V i 与输入本振电压的关系。 3．研究平衡混频器输出中频电压 V i 与输入信号电压的关系。 4．研究镜象干扰。
三、实验原理
在高频电子电路中，常常需要将信号自某一频率变成另一个频率。这样不仅 能满足各种无线电设备的需要，而且有利于提高设备的性能。对信号进行变频， 是将信号的各分量移至新的频域，各分量的频率间隔和相对幅度保持不变。进行 这种频率变换时， 新频率等于信号原来的频率与某一参考频率之和或差。该参考 频率通常称为本机振荡频率。 本机振荡频率可以是由单独的信号源供给，也可以 由频率变换电路内部产生。 当本机振荡由单独信号源供给时，这样的频率变换电 路称为混频器。 混频器常用的非线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器。本振用于 产生一个等幅的高频信号 VL ，并与输入信号 VS 经混频器后所产生的差频信号经 带通滤波器滤出。 本实验采用集成模拟相乘器作混频电路实验。 因为模拟相乘器的输出频率包含有两个输入频率之差或和，故模拟相乘器加 滤波器，滤波器滤除不需要的分量，取和频或者差频二者之一，即构成混频器。
图 5-1
相乘混频方框图
图 5-2 混频前后的频谱图 图 5-1 所示为相乘混频器的方框图。设滤波器滤除和频，则输出差频信号。 图 5-2 为信号经混频前后的频谱图。我们设信号是：载波频率为 f S 的普通调幅 波。本机振荡频率为 f L 。 设输入信号为 vS VS cosS t ，本机振荡信号为 vL VL cosLt 由相乘混频的框图可得输出电压
六、实验总结
1、本振频率与载波频率和镜象干扰频率之间的关系 f 镜象-f 载波=2f 中频 本实验中，f 中频=f 本振-f 载波，则有 2f 本振=f 镜象+f 载波 2、归纳信号混频的过程 所谓混频，就是利用非线性元件，把两个不同频率的电信号进行混合，通过 选频回路得到第三个频率的信号的过程。
五、实验结果
1．打开电源开关，观察到对应的发光二极管点亮。 2． 用信号发生器的信号源做本振信号， 将频率 f L 8.7MHz （幅度 VLp-p=600mV 左右）的本振信号从 J8 处输入（本振输入处） ，在相乘混频器的输出端 J9 处用 双踪示波器观察到没有波形输出。 3．使用实验箱自带的信号源将频率 f S 4.19MHz （幅度 VSp-p=300mV 左右） 的高频信号（由 3 号板提供）从相乘混频器的输入端 J7 输入，用示波器观察 J9 处中频信号波形的变化。 4．用示波器观察到 TH9 处波形如下
3．将频率 f S 4.19MHz （幅度 VSp-p=300mV 左右）的高频信号（由 3 号板提 供）从相乘混频器的输入端 J7 输入，用示波器观察 J9 处中频信号波形的变化。 4．用示波器观察 TH8 和 TH9 处波形。 5．改变高频信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压 V i 的幅度， 并填入下表。 VSP-P(mV) ViP-P(mV) 改变本振信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压 V i 的幅值， 并填入下表。 VLP-P(mV) ViP-P(mV) 7．用频率计测量混频前后波形的频率。 8．镜象干涉频率的观测（需外接信号源代替③号板） 缓慢将高频信号发生器的输出频率从 4.2MHz 调至 13.2MHz， 用示波器的双路 观测载波－中频波形变化，并验证下列关系： f 镜象- f 载波=2 f 中频 9.混频的综合观察（需外接信号源代替③号板） 令外接信号源输出一个由 1K 音频信号调制的载波频率为 4.2MHz 的调幅波， 作为本实验的射频输入，本振信号不变，用示波器对比观察 J9 处的调制信号波 形。 200 300 400 500 600 200 300 400
U1 MC1496
8
1 00 R1 5 3 .3 K
2 3
R1 6 3 .3 K
C8 0 .1 u
GADJ J7 C1 2 10 0 .1 u 1 4 TH7
1Βιβλιοθήκη Baidu
GADJ TH8
1
CAR+ CARSIG+ SIGVEE
14
TH9
1
TP5 OUT+ OUTBIAS 6 12 5 R2 1 6 .8 K
J9
5．改变高频信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压 V i 的幅度 VSP-P(mV) ViP-P(mV) 波形图如下： 300 376 400 664 500 825
改变本振信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压 V i 的幅值 VLP-P(mV) ViP-P(mV) 波形图如下： 200 464 300 472 400 488 500 504 600 520